Durante décadas, los modelos de la física clásica sirvieron para aproximar el comportamiento de las partículas que componen el interior de los protones. En esa visión tradicional, los quarks y los gluones se analizaban de manera independiente, asignando a cada uno una fracción del momento total del protón. Sin embargo, un nuevo análisis demuestra que la naturaleza cuántica de estas partículas es más profunda e interconectada de lo que se creía.
Primera evidencia experimental de interferencia cuántica
Los científicos Alexey Vladimirov, de la Universidad Complutense de Madrid; Guillermo Portela, de DESY Hamburgo (Alemania); y Simone Rodini, de la Università degli Studi di Pavia (Italia), publicaron un estudio en la revista especializada Physical Review Letters donde presentan la primera prueba experimental de interferencia cuántica entre quarks y gluones.
A pesar de que este fenómeno había sido previsto por la teoría cuántica, no se había logrado confirmar en la práctica. Para alcanzar este resultado, los investigadores procesaron datos recopilados en aceleradores de partículas, comprobando que los quarks y gluones no actúan de forma aislada, sino que pueden comportarse como un único sistema entrelazado con superposiciones cuánticas.
Aportes sobre el problema del espín
El estudio reveló que las funciones de distribución que describen esta interferencia cuántica difieren de las fórmulas habituales que se venían empleando. Asimismo, los autores señalaron que la demora en alcanzar esta descripción se debió en parte a la aceptación previa de una estructura bidimensional basada en preceptos clásicos que no se corresponde con la realidad.
Este avance ofrece información relevante para abordar la denominada crisis del espín del protón. Hasta el momento, las mediciones indicaban que los quarks solo justifican entre el 4% y el 24% del espín total del protón. Las nuevas observaciones confirman que el resto del espín está determinado por la contribución de los gluones y por el momento angular orbital de ambas partículas.